Ekspresi Gen Virus dan Sintesis Protein

Setelah genom virus berada di dalam sel, virus harus memproduksi RNA duta dan menerjemahkannya menjadi protein. Cara virus melakukannya bergantung pada jenis genom: beberapa virus dibaca langsung oleh ribosom inang, yang lain harus ditranskripsi terlebih dahulu, dan banyak yang membawa enzimnya sendiri untuk membuat dan memodifikasi mRNA-nya. Karena virus tidak memiliki ribosom, semuanya pada akhirnya bergantung pada mesin translasi inang.

Definition

Ekspresi gen virus adalah produksi RNA duta dan protein virus yang diatur, meliputi transkripsi atau jalur lain menuju mRNA, modifikasi mRNA, dan translasi protein virus pada ribosom inang.

Scope

Topik ini mencakup produksi mRNA virus (transkripsi, jika diperlukan), modifikasi seperti capping yang memungkinkan mRNA dikenali oleh sel, program temporal ekspresi gen awal dan akhir, serta translasi protein virus pada ribosom inang, termasuk strategi yang memungkinkan mRNA virus bersaing dengan pesan seluler. Ini adalah materi referensi dan edukasi, bukan panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana virus membuat RNA duta yang akan dikenali dan diterjemahkan oleh ribosom inang?
• Bagaimana ekspresi gen virus diurutkan secara temporal menjadi fase awal dan akhir?
• Bagaimana virus mengalihkan mesin translasi inang menuju pesan mereka sendiri?

Key concepts

• Jenis genom sebagai penentu jalur menuju mRNA
• RNA polimerase yang dikodekan virus
• Capping mRNA dan pengenalan oleh mesin translasi
• Program temporal: ekspresi gen awal (regulasi) dan akhir (struktural)
• Translasi bergantung tudung (cap-dependent translation) dan situs masuk ribosom internal (IRES)
• Penutupan inang (host shut-off) dan kompetisi untuk ribosom
• Pemrosesan poliprotein oleh protease virus

Mechanisms

Jalur menuju RNA duta ditentukan oleh genom. RNA untai positif dapat diterjemahkan secara langsung; RNA untai negatif dan virus RNA untai ganda membawa polimerase mereka sendiri untuk mentranskripsi mRNA; virus DNA umumnya ditranskripsi oleh polimerase inang atau virus; dan retrovirus mengintegrasikan salinan DNA yang kemudian ditranskripsi. Agar dapat diterjemahkan secara efisien, mRNA virus biasanya memerlukan tudung 5' (5' cap) dan fitur lain yang dikenali oleh sel, dan banyak virus mengkode atau meminjam enzim yang menambahkan tudung, terkadang dengan kimia yang tidak konvensional. Ekspresi biasanya diurutkan secara temporal, dengan gen awal mengkode protein regulasi dan replikasi serta gen akhir mengkode komponen struktural. Translasi terjadi pada ribosom inang melalui langkah-langkah elongasi, terminasi, dan daur ulang yang sama yang digunakan untuk pesan seluler, dan virus menggunakan strategi – situs masuk ribosom internal (internal ribosome entry sites), penekanan translasi inang, atau pemrosesan poliprotein – untuk memastikan proteinnya dibuat.

Clinical relevance

Enzim spesifik virus untuk ekspresi gen, seperti polimerase dan enzim capping, berbeda dari ekuivalen inang dan oleh karena itu menjadi target untuk obat antivirus. Entri ini menjelaskan biologi molekuler yang mendasarinya pada tingkat konseptual untuk referensi dan edukasi; ini bukan dasar untuk peresepan, pemilihan obat, atau perawatan pasien individu.

History

Pengakuan pada tahun 1970-an bahwa virus yang berbeda mencapai persyaratan umum untuk membuat mRNA melalui jalur yang berbeda mendasari klasifikasi Baltimore dan membingkai studi ekspresi gen virus. Pekerjaan molekuler selanjutnya mengkarakterisasi polimerase dan enzim capping yang dikodekan virus, mendefinisikan program temporal awal-akhir dari banyak virus, dan mengungkap translasi independen tudung melalui masuknya ribosom internal, mengungkapkan bagaimana virus membajak mesin sintesis protein inang.

Key figures

• David Baltimore
• Bruno Canard
• Thomas Dever
• Rachel Green

Seminal works

• decroly-2012
• dever-green-2012

Frequently asked questions

Mengapa beberapa virus membawa polimerase mereka sendiri ke dalam sel?

Sel inang tidak dapat mentranskripsi genom virus tertentu – misalnya RNA untai negatif atau untai ganda – sehingga virus-virus tersebut mengemas polimerase dalam virion untuk membuat RNA duta pertama setelah mereka memasuki sel.

Jika virus tidak memiliki ribosom, bagaimana proteinnya dibuat?

Setiap virus bergantung pada ribosom sel inang untuk menerjemahkan RNA dutanya; virus menyediakan mRNA dan seringkali strategi untuk mendukungnya, tetapi sintesis protein itu sendiri dilakukan oleh sel.